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Jun 13, 2023

プラスチック製の大型バッテリーケースシリーズ

ポリアミド 6 などのテクニカル プラスチックは、持続可能性、製造コスト、軽量化、および電気自動車のバッテリー エンクロージャの設計に多くの利点をもたらします。

ポリアミド 6 などのテクニカル プラスチックは、持続可能性、製造コスト、軽量化、経済的な機能統合などの観点から、電気自動車のバッテリー エンクロージャの設計に多くの利点をもたらします。 しかし、これらの大型で複雑な部品が機械的強度や難燃性に関する非常に厳しい要件も満たせるかどうかについては、以前は疑問が残りました。 Kautex Textron とランクセスは、共同開発したポリアミド 6 製の技術デモンストレーターを使用して、まさにこれに関する包括的な調査を実施しました。ランクセスは材料開発を担当し、カウテックス テキストロンはデモンストレーターのエンジニアリング、設計、製造プロセスを担当しました。

「ニアシリーズのデモンストレーターは、このようなエンクロージャに関連するすべての機械的および熱的テストに合格しています。 さらに、筐体の熱管理や気密性などのソリューションも開発されています。 これらすべては、複雑で高レベルのストレスにさらされるこれらの安全コンポーネントの技術的実現可能性を証明しました」とランクセスのe-パワートレインプロジェクトマネージャーのクリストファー・ホーフス博士は説明します。 現在、エンクロージャのプロトタイプが試験車両で路上テストされ、日常使用への適合性が検証されています。 「当社は現在、新技術を量産に導入するために、自動車メーカーと共同で初の量産開発プロジェクトに取り組んでいます。」と Kautex Textron 社製品開発ディレクターのフェリックス・ハースは説明します。

「計算の結果、プラスチック筐体の二酸化炭素排出量は、アルミニウム設計と比較して 40% 以上小さいことが判明しました。 ポリアミド 6 の製造では金属と比較してエネルギー使用量が少ないことや、スチールが使用されている箇所での腐食を防ぐための時間のかかる陰極浸漬塗装の省略などの他の要因により、二酸化炭素排出量を最小限に抑えることができます」とホーフス氏は言います。 また、熱可塑性コンポーネントの設計により、シート モールディング コンパウンド (SMC) などの熱硬化性材料と比較して、エンクロージャのリサイクルが容易になります。

技術デモンストレーターのテストは、欧州経済委員会の ECE R100 や中国の標準 GB 38031 など、国際的に認められたバッテリー駆動の電気自動車の標準に従って実施されました。長さ、幅ともに 1,400 ミリメートルで、関連するすべてのテストでその性能が実証されました。 たとえば、これは、激しい衝撃が発生した場合のコンポーネントの動作を検査するために使用される機械的衝撃テストや、開発者が衝撃が発生した場合のバッテリーエンクロージャの耐性を検査するために使用される圧壊テストの要件を満たしています。ゆっくりとした変形。 落下試験と振動試験の結果も良好で、底部衝撃試験の結果も良好でした。 このテストでは、車両の構造が地面に接触した場合や大きな石からの衝撃があった場合の、車両のフロアに大部分が収容されているバッテリーの安定性を検査します。 「すべてのテスト結果は、以前のシミュレーションと計算を裏付けています。 プラスチック製エンクロージャの重大な破損は、どの荷重ケースでも発生しなかったでしょう」とハース氏は説明します。 デモンストレーターは、ECE R100 (外部火災) に従って、車両の下の外部火災源に対する耐性も証明しました。

実証機は中型電気自動車のアルミニウム製バッテリーハウジングをベースに開発され、量産向けに設計されました。 これは、ランクセスのポリアミド 6 コンパウンド Durethan B24CMH2.0 をベースにした成形コンパウンドを使用した一段階圧縮成形プロセスで製造されており、それ以上の手直しは必要ありません。 衝突関連エリアは、連続繊維強化ポリアミド 6 ベース複合材 Tepex ダイナライト 102-RGUD600 で作られた局所的に配置されたブランクで特別に強化されています。 アルミニウム設計と比較して、約 10% の軽量化があり、航続距離にとって有利であり、したがって車両の二酸化炭素排出量にも有利です。 留め具、補強リブ、熱管理用のコンポーネントなどの機能を統合することで、金属製の設計と比較して個々のコンポーネントの数が大幅に削減され、組み立てと物流の労力が簡素化され、製造コストが削減されます。